Использование ЭВМ при обучении математике (стр. 4 из 8)

Естественно, что, прежде чем приступить к созданию УКМ, необходимо хотя бы в общих чертах определить, какие учебные задачи будут решаться с помощью данной модели и каким образом, то есть будет ли ученик самостоятельно работать с моделью или же учитель будет использовать ее в демонстрационных целях и т.д. Кроме того, необходимо представлять себе вычислительные, графические и другие возможности той ЭВМ, на которой будет реализовываться разрабатываемая УКМ.

Если сходство модели и оригинала лишь качественное, то математический аппарат модели может быть значительно упрощен по сравнению с аппаратом оригинала. Если же в информацию о модели, которую получает пользователь, входят числа, графики, диаграммы, то здесь должно выполняться соответствие на уровне количественных соотношений и аппарат модели (или его часть, описывающая данное свойство физического явления или процесса) должен копировать математический аппарат оригинала (или его части). Конечно, в одной модели часть свойств может описываться лишь качественно, а другая часть - количественно.

§3. Анализ разработок обучающих программ.

При разработке программно-педагогического обеспечения основное внимание должно уделяться идейной стороне: методическим, педагогическим и психологическим приемам, логике развертывания содержания изучаемой темы, развитию творческих способностей ученика.

Учебные пакеты можно проанализировать с различных точек зрения. Так, в многоязыковых системах возможны инструментальные принципы организации фонда пакетов- по языковым средствам реализации. Для системного программиста может оказаться интересным подразделение множества пакетов по используемым механизмам программирования. Организация, тиражирующими и распространяющим учебное программное обеспечение, и в частности учебное ППП, удобно концентрировать пакеты по типам ЭВМ, типам информационных носителей или типам используемых периферийных устройств. Школьному учителю - предметнику важна привязка того или иного пакета к темам или урокам предмета.

Наиболее полное представление о функциональных возможностях этого вида средств, программно обеспечивающих урок дает классификация школьных пакетов прикладных программ (ППП) с точки зрения их методической направленности. Обсуждаемая здесь классификация расширят и уточняет первую попытку систематизации учебных пакетов.

Приведем схему данной классификации.

Структуры верхнего уровня составляют управляющие, предметные, инструментальные и объектные пакеты.

Управляющие пакеты решают задачи управления и организации урока. Дидактика средней школы определяет некоторую общую схему организации урока, единую для всех предметов. Такая схема может быть структурирована программными средствами. Программы, реализующие последовательность выводов запланированных на уроке пакетов, образуют структурирующие пакеты. Возможность выделить структурирующие пакеты в самостоятельную группу обеспечивается тем, что соответствие между элементами структурирующего пакета и содержанием конкретного урока, для которого учитель комплектует набор планируемых пакетов, устанавливается с помощью специальных программ-формирователей - в ходе диалога пользователя - учителя с формирующим пакетом. Наконец, после урока учителю предстоит собрать информацию о ходе урока, успехах и неудачах учеников. Сбор, структурирование и форматирование итогов урока выполняют протоколирующие пакеты.

Информация, собранная протоколирующими пакетами и соответствующим образом структурированная, чаще всего непосредственно используется учителем, проводившим компьютеризованный урок. Статистическая учебная информация позволяет формировать научно обоснованные суждения о степени усвоения материала отдельными учащимися, группами, учащимися всего класса.

Выполняемая по алгоритмам - заданиям, разработанным специалистами по педагогической психологии, статистическая обработка учебной информации, которая собрана персональными машинами школьного кабинета информатики во время урока, дает возможность квалифицированно диагностировать учебный процесс, вырабатывать сообщения учителю, классному руководителю, родителям с дополнительными рекомендациями, касающимися разных аспектов учебной деятельности школьников, также физического и психологического их состояния. В такого рода программах заинтересованы психологи, исследующие школьный учебный процесс. Программные средства этих, вообще говоря, малосвязанных с содержанием конкретных уроков преобразований информации представляют собой статистические пакеты.

В том случае, когда школьный кабинет информатики представляет собой локальную сеть ПЭВМ, а не автономный набор машин, среди управляющих пакетов существенную роль начинают играть сетевые пакеты - распределители (организующие информационные потоки от учительской машины к ученическим) и интеграторы (собирающие информацию с ученических машин в учительскую).

В группе инструментальных пакетов функциональная связь программных средств с содержанием школьного пакета выраженных чаще всего неясно: основные целевые характеристики этих пакетов определены используемыми программными инструментами.

Редактирующие (текстовые) пакеты собираются из программ текстовой информации и создают комфортные условия для ученика и учителя при работе с текстами. Такие пакеты незаменимы в диктантах, они весьма удобны в изложениях и оказываются весьма удобны в сочинениях. Программы редактирующих пакетов обеспечивают вставку символов, слов, строк, их исключения, замены, всевозможные способы выделения фрагментов текстов (разрядка, назначение шрифтов, цветовое оформление) и т.д. Удобства работы с текстом на экране ПЭВМ, эстетичность восприятия, возможность бесследной корректировки ошибок, обнаруженных во время написания текста, раскрепощает ученика и значительно повышают производительность его работы над текстами, идет ли речь о рутинных видах работы (как диктанты) или о творческой деятельности (сочинения). Среди предметных областей редактирующих пакетов превалирующими являются, конечно, родной язык и литература, однако столь же активно они могут использоваться при изучении иностранных языков, математики и др.

Глава II. Разработка обучающей программы.

§1.Структура обучающей программы для ЭВМ.

Идеей создания программы объединяющей несколько обучающих программ послужило создание нового пользовательского интерфейса. Практически неподготовленный пользователь (в частности учащийся, с минимальным багажом знаний ПК), при запуске программы буквально за считанные минуты овладевает теми знаниями, требованиями необходимыми при работе с программой, что немаловажно при использовании компьютера при обучении математики. Курс ОИВТ в средней школе изучается в 10-11 классах, а если учесть, что программа написана для 5 или 6 класса, то у учащихся возникают проблемы, “как запустить программу”.

Вариант такой программы был разработан автором дипломной работы. При ее запуске на экране появляется основное меню состоящее из пунктов:

1. Работа в системе.

2. Справка о программе

3. Выход

Пользуясь клавишами управления курсором -- учащийся устанавливает курсор на необходимый ему пункт, заранее сказанный учителем и нажимает клавишу <ENTER>.

При выборе пункта 1 (Работа в системе) на экране появляется дополнительное меню в котором учащемуся предлагается выбрать нужное задание (выбор задания аналогичен выбору пункта в главном меню). Варианты заданий будут рассмотрены в §2. Главы II.

При выборе учащимся пункта 2 (Справка о программе) на экране появляется информационно справочная система, в которой можно узнать информацию об использовании программы. Выход из информационно-справочной системы осуществляется нажатием клавиши <Esc>.

При ошибочном входе в программу можно выбрать пункт 3 (Выход).

При необходимости добавления нового задания в дополнительное меню необходимо в каталог в котором находятся файлы программы переписать файлы программ с новыми заданиями, войти в дополнительное меню и нажать клавишу <F3>. После ввода названия пункта меню необходимо написать полное имя файла, при этом следует учитывать, что расширение файла должно иметь имя EXE, COM, BAT, или программа написанная на языке QBASIC с расширением BAS.

После этих процедур в дополнительном меню появляется новый пункт.

§2.Разработка обучающей программы по теме “Векторы на плоскости”

В основу разработки комплекса обучающих программ по математике теме “Векторы на плоскости и в пространстве” были взяты книги “Аналитическая геометрия”, “Векторы на плоскости и в пространстве”. В этих учебных пособиях указанная выше тема раскрыта достаточно полно и поэтому в этой дипломной работе мы не будем дублировать теоретический материал по математике. Отметим, что эти пособия предназначены для школьника старших классов и для студентов первых курсов высшего учебного заведения.

В работе над программой перед авторами стояла задача контроля качества пройденного материала с помотаю ЭВМ.

Несмотря на то что тема “Векторы на плоскости и в пространстве” довольно таки часто упоминалась в различных учебных изданиях и монографиях автор считает, что их собственная концепция изложения темы несколько отличается от традиционной, ей присуще некоторая своеобразность и новизна. Так, отлично от общепринятого определение вектора - не как направленного отрезка, а как представителя класса направленных отрезков, что выводит ученика на более научный уровень усвоения материала, нежели предполагает школьный и ряд вузовских учебников.

В программах присутствует несколько взаимосвязанных разделов, каждый из которых выполняет особую функцию: